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非静水压环境对U_(3)O_(8)高压拉曼声子行为的影响

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 59-65页

作者：王艺佳吴彬彬刘静仪房雷鸣刘本琼雷力四川大学原子与分子物理研究所四川成都610065 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621022

八氧化三铀(U_(3)O_(8))是动力学和热力学最稳定的铀氧化物。研究U_(3)O_(8)的高压相稳定性和高压声子行为对其在核工业、催化剂等领域的应用具有重要参考价值。由于铀原子([Rn]5f^(3)6d^(1)7s^(2))和氧原子([He]2s^(2)2p^(4))核外电子... 详细信息

八氧化三铀(U_(3)O_(8))是动力学和热力学最稳定的铀氧化物。研究U_(3)O_(8)的高压相稳定性和高压声子行为对其在核工业、催化剂等领域的应用具有重要参考价值。由于铀原子([Rn]5f^(3)6d^(1)7s^(2))和氧原子([He]2s^(2)2p^(4))核外电子结构存在显著差异,因此很难通过同步辐射X射线衍射技术探测高压下铀氧化合物中U-O键合的细微变化。然而拉曼光谱对高压下U-O键合变化非常敏感,它能揭示物质在高压下包括键合或者化学计量等方面的重要信息。目前对U_(3)O_(8)高压结构相变的研究通常聚焦于静水压环境,而非静水压环境对U_(3)O_(8)高压相变的影响尚未得到深入研究。该研究基于金刚石对顶砧的高压拉曼散射技术探究了静水压和非静水压环境对正交α-U_(3)O_(8)高压相变与声子行为的影响。研究表明,静水压(8.1 GPa)和非静水压(8.2 GPa)条件下α-U_(3)O_(8)高压相变起始压力很接近。但由于非静水压环境中样品内的微区偏应力较大,因此非静水压环境中U_(3)O_(8)高压相变结束压力(16.4 GPa)比静水压环境中相应压力(18.5 GPa)约低2~3个GPa。同时本文给出了两对比实验中主拉曼模的一阶压力系数与Mode-Grüneisen参数γ。对比分析可知,高压相变前静水压条件下各主模零压下的一阶压力系数绝对值|dω/d P|几乎均大于非静水压条件下的相应值,这表明相变前非静水压环境中各拉曼模对压力响应不明显;一旦高压相变开始,由于较大微区偏应力的存在极大程度增强了铀氧原子外层电子的耦合作用,故相变后非静水压下压力系数绝对值显著增大。零压下B(6)2模的γ值最小,因此对外部扰动有更积极的响应。此外室温加压时A(3)2和A(4)2模(代表沿a轴氧原子的振动)的一阶压力系数通常小于B(4)2和B(6)2模(代表bc面内氧原子的位移),这表明α-U_(3)O_(8)高压相变前a轴比b、c轴更难被压缩。该工作深入探究了静水压和非静水压环境对α-U_(3)O_(8)高压相变的影响,为了解α-U_(3)O_(8)高压相稳定性和晶格动力学行为提供了重要参考。

关键词： U_(3)O_(8) 高压拉曼光谱高压相变非静水压

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基于高对称点间干涉的固体高次谐波偏振操控

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 104-112页

作者：龙杰李文清祝晓松李亮兰鹏飞陆培祥华中科技大学物理学院湖北光谷实验室华中科技大学武汉光电国家研究中心

椭偏超短脉冲对手性相关的超快动力学研究至关重要.产生椭偏超短脉冲的关键在于获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波.本文提出了一种可以获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波的方法.该方法利用了固体介质倒空间中的不同高... 详细信息

椭偏超短脉冲对手性相关的超快动力学研究至关重要.产生椭偏超短脉冲的关键在于获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波.本文提出了一种可以获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波的方法.该方法利用了固体介质倒空间中的不同高对称点附近区域贡献的高次谐波之间的干涉效应.以同向旋转双色圆偏光驱动石墨烯为例,通过理论模拟演示了这一方案.结果表明,在产生的谐波信号中,一个旋向的谐波分量由于相消干涉被抑制,而另一个旋向的谐波分量由于相长干涉得到增强并在谐波谱中占主导.该方法为有效产生椭偏阿秒超短脉冲提供了新的思路.

关键词：高次谐波椭偏超短脉冲干涉效应

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局部对比度融合重加权的红外图像小目标检测

电光与控制 2025年第1期32卷 27-33页

作者：霍贝祺陈文东杨赟秀刘星舒勤四川大学电气工程学院成都610000 北京遥感设备研究所北京100000 西南技术物理研究所成都610000

红外图像块小目标检测算法在数据链、预警、制导等领域有较为广泛的应用,如利用数据链可以将红外图像块小目标精确传送给雷达。为了在复杂背景条件下进一步提高红外小目标检测的效果,提出了一种重加权和局部先验融合的红外图像块(IPI)... 详细信息

红外图像块小目标检测算法在数据链、预警、制导等领域有较为广泛的应用,如利用数据链可以将红外图像块小目标精确传送给雷达。为了在复杂背景条件下进一步提高红外小目标检测的效果,提出了一种重加权和局部先验融合的红外图像块(IPI)小目标检测算法。首先,采用加权Schatten p范数对背景图像块进行约束;其次,引入局部对比度先验信息和加权l_(1)范数抑制非目标稀疏点,进一步增强目标图像稀疏性,使算法模型性能进一步得到提升。仿真结果表明,所提算法在抑制背景杂波和精确检测目标方面均有较好的结果,优于现有经典算法。

关键词：目标检测红外小目标稀疏低秩分解红外图像块

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澳门科学一号卫星太阳软X射线探测仪标定

中国科学:地球科学 2025年第1期 10-25页

作者：吴文希张小平陈建武石永强左富昌彭文溪付伟纯李连升罗朋威邓志朗张郭政梅志武王立李存惠区家明许燕燕澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室国家航天局澳门太空探索与科学中心北京控制工程研究所空间光电测量与感知实验室中国科学院高能物理研究所兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室

澳门科学一号卫星B星(Macao Science Satellite-1B; MSS-1B)于2023年5月21日通过中国长征二号丙火箭成功发射.其上搭载的太阳X射线探测仪(Solar X-ray Detector; SXD)于同年6月初开机运行.该探测器中的软X射线探测单元组(Soft X-ray Det... 详细信息

澳门科学一号卫星B星(Macao Science Satellite-1B; MSS-1B)于2023年5月21日通过中国长征二号丙火箭成功发射.其上搭载的太阳X射线探测仪(Solar X-ray Detector; SXD)于同年6月初开机运行.该探测器中的软X射线探测单元组(Soft X-ray Detection Units; SXDUs)由两个硅漂移探测器(Silicon Drift Detector; SDD)构成,其探测能谱的能量范围为0.7～24keV. SXDUs具备高能量分辨率,在5.9keV处的能量峰半高全宽为0.14keV,同时,探测器具高时间分辨率,能够以1秒的时间间隔记录能谱数据.本文结合地面标定实验及模拟分析,对MSS-1B/SXDUs探测数据进行标定,以获取准确的太阳软X射线能谱.标定后的太阳软X射线通量与静止环境观测卫星(Geostationary Operational Environmental Satellite; GOES)获取的通量数据一致.此外,初步能谱分析结果显示, MSS-1B/SXDUs不仅运行稳定,而且各项性能指标均符合预期设计,为深入研究太阳耀斑的动力学演化研究提供了可靠的观测数据.最后,搭载于澳门科学一号卫星的新型太阳X射线探测仪实现了太阳软X和硬X射线的同步观测,其宝贵的观测数据可为太阳活动研究作出贡献.

关键词：澳门科学一号卫星B星(MSS-1B) 标定太阳X射线探测仪能谱仪软X射线太阳耀斑太阳大气元素丰度

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固体阿秒探测技术

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 71-88页

作者：刘雅欣崔虎彬彭赛男李亮兰鹏飞陶镇生复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室华中科技大学武汉光电国家研究中心物理学院

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电... 详细信息

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电子动力学方面的杰出贡献,标志着阿秒科学的重大突破.固体阿秒探测技术的出现,为实时观测和记录固体中电子的超快运动提供了前所未有的精度,揭示了这些过程背后的物理机制.本文重点介绍了阿秒光电子能谱、固体高次谐波和阿秒瞬态吸收谱这三种主要实验技术,阐述了它们的基本原理、相关应用,并展望了未来的发展趋势和方向.这些研究不仅对于全面揭示光与物质相互作用的深层次信息至关重要,也为开发新一代达到光频的超快光电子器件奠定了坚实基础.

关键词：阿秒脉冲固体高次谐波超快过程

质子入射In靶激发L系特征X射线的角分布研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 98-104页

作者：柳钰王兴徐忠锋周贤明程锐张小安梁昌慧咸阳师范学院与中国科学院近代物理研究所联合共建离子束与光物理实验室咸阳712000 西安交通大学物理学院西安710049 中国科学院近代物理研究所兰州730000

本论文实验测量并分析了发射角以10°为间隔,125°-155°范围内,入射能量为250 keV的质子束激发In靶产生的特征L系X射线谱,根据实验测得能谱结果,综合考虑探测器的探测效率后,计算了不同探测角度下特征X射线的相对强度比L_(ι)/L_(γ1)... 详细信息

本论文实验测量并分析了发射角以10°为间隔,125°-155°范围内,入射能量为250 keV的质子束激发In靶产生的特征L系X射线谱,根据实验测得能谱结果,综合考虑探测器的探测效率后,计算了不同探测角度下特征X射线的相对强度比L_(ι)/L_(γ1);由相对强度比L_(ι)/L_(γ1)与二阶勒让德函数P_(2)(cosθ)之间的函数关系,发现特征X射线Lι在被测能量下呈各向异性发射,推得Lι特征X射线的各向异性参数β为-0.179±0.011,进而得到In靶L_(3)亚壳层的定向度A_(20)为-0.422±0.025,实验结果与理论预测一致.根据PWBA(Plane wave born approximation)模型和ECPSSR(Energy-loss coulomb-repulsion perturbed-stationary-state relativistic)模型,计算了250 keV质子入射下,In靶L亚壳层电离截面σ及Coster-Kronig跃迁矫正因子κ,在根据各向异性参数计算L_(3)亚壳层定向度的过程中考虑了Coster-Kronig跃迁的作用.分析认为本实验碰撞速度下,通过电子转移方式产生空穴的截面比直接电离小的多,所以没有对L_(3)亚壳层定向度进行电子转移因素的修正.

关键词：碰撞电离特征X射线角分布各向异性

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固体阿秒瞬态吸收光谱中的亚周期动力学

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 140-144页

作者：白淳元姜甲明董福龙彭鹏上海科技大学大科学中心上海科技大学物质科学与技术学院河北大学物理科学与技术学院

阿秒瞬态吸收光谱作为一种前沿的光谱分析方法,其研究对象正在从简单的原子分子体系逐步过渡到复杂的凝聚态体系.本文将利用该技术研究固体中超快电子亚周期动力学的几个代表性工作依据Keldysh参数进行了分类,旨在为研究人员提供该技术... 详细信息

阿秒瞬态吸收光谱作为一种前沿的光谱分析方法,其研究对象正在从简单的原子分子体系逐步过渡到复杂的凝聚态体系.本文将利用该技术研究固体中超快电子亚周期动力学的几个代表性工作依据Keldysh参数进行了分类,旨在为研究人员提供该技术的概览以及未来发展方向的参考.

关键词：阿秒瞬态吸收光谱动态Franz-Keldysh效应量子路径干涉

六方Al_(4)SiC_(4)弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理计算

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 166-172页

作者：刘运芳张飞跃冯嘉怡李文广刘正堂广西科技大学理学院柳州545006 西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 西北工业大学材料学院西安710072

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法系统地研究了Al_(4)SiC_(4)的晶体结构、弹性常数、电子结构和光学性质,并对结果进行了理论分析.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值及其它计算值相符,并说明了六方Al_(4)SiC_(4)的... 详细信息

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法系统地研究了Al_(4)SiC_(4)的晶体结构、弹性常数、电子结构和光学性质,并对结果进行了理论分析.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值及其它计算值相符,并说明了六方Al_(4)SiC_(4)的晶体结构是稳定的;计算得到了六方Al_(4)SiC_(4)的体积、剪切、杨氏模量及泊松比与文献值一致,Al_(4)SiC_(4)的禁带宽度为1.076 eV.计算得到了六方Al_(4)SiC_(4)在(100)和(001)方向上的光学响应函数随光子能量的变化关系,包括复介电函数、复折射率、吸收光谱及反射光谱.在(100)和(001)方向上,计算得到其静态介电常数分别为7.74和8.96,折射率分别为2.78和2.99.计算结果可以为相关应用提供理论依据.

关键词： Al_(4)SiC_(4) 电子结构光学性质第一性原理

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石墨烯褶皱结构对双电层储能性能的理论研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 89-100页

作者：张倩蒋更平武汉科技大学理学院应用物理系武汉430081

石墨烯因其出色的比表面积和单层结构而被广泛认为是一种理想的电极材料.然而,实验制备的石墨烯常因官能团、缺陷和位错的引入而出现褶皱和变形.针对这一问题,本文构建了一系列具有不同幅度褶皱(a=0~6.6?)的石墨烯片,并运用分子动力学... 详细信息

石墨烯因其出色的比表面积和单层结构而被广泛认为是一种理想的电极材料.然而,实验制备的石墨烯常因官能团、缺陷和位错的引入而出现褶皱和变形.针对这一问题,本文构建了一系列具有不同幅度褶皱(a=0~6.6?)的石墨烯片,并运用分子动力学模拟来研究这些褶皱石墨烯表面的双电层结构.本研究旨在探讨不同褶皱高度和充电状态下双电层的变化规律,及其与超级电容器储能性能之间的关系.研究发现,褶皱石墨烯模型内部的离子浓度随电压的增加呈现多峰层状分布,而表面离子浓度与施加的电压正相关.此外,石墨烯的褶皱结构能够减少离子和水对电极电压响应的敏感性.在不同电压条件下,褶皱型石墨烯结构的面积比电容(C_A)始终高于其平面对应区域,突出了其在提升双电层储能性能上的优势.本研究揭示了石墨烯褶皱结构在调节离子分布、降低电压敏感性,以及增强电化学储能性能方面的特有作用机制.

关键词：双电层石墨烯褶皱恒电势模拟方法